Warum benötigt der ISDN S0-Bus Abschlusswiderstände?

Bekanntlich muss der ISDN S0-Bus passend zur Übertragungsleitung mit 100 Ohm Widerständen terminiert werden. Dies gilt selbst für die alltägliche Haushaltsinstallation mit Kabellängen unter 50 m. Warum ist das so?

Einige Handrückenrechnungen:

Danach hat ISDN eine Bandbreite von 80 kHz. Geht man von einer Ausbreitung im Vakuum aus, folgt aus c = f*Lambda, dass die typische Wellenlänge etwa 3,8 km beträgt. Reduziert man dies um den Faktor zwei, um die kürzere Wellenlänge in Kupferdrähten zu berücksichtigen, ergibt das 1,9 km.

Unter der Annahme, dass Störungen durch Kabelreflexionen für Gangunterschiede unter Lambda/10 nicht schädlich sind, würde dies bedeuten, dass für Kabellängen von weniger als 150 m keine Abschlusswiderstände erforderlich sein sollten.

Dies ist jedoch eindeutig nicht der Fall. Wo ist der Fehler in obiger Argumentation?

Antworten (2)

Einfach ausgedrückt: Die alte Faustregel „Sie brauchen keinen Abschluss, wenn die Drahtlänge weniger als xx % der Wellenlänge beträgt“ ist überhaupt keine gute Regel. Es gibt viele Fälle, in denen es nicht zutrifft, und ISDN gehört sicherlich dazu.

Die Regel ist falsch, ISDN nicht.

Eine andere Möglichkeit (die das, was ich oben gesagt habe, nicht ausschließt) ist, dass einige Signalisierungsstandards auf einer sogenannten "Stromschleife" arbeiten. Grundsätzlich ist es die Stromänderung, nicht die Spannungsänderung, die die Daten codiert. In diesen Signalisierungsstandards stellt der Abschlusswiderstand einen Weg für den Strom bereit. Ohne Strom werden keine Daten übertragen.

Aktualisieren:

Lassen Sie mich erläutern, warum ich denke, dass diese alte Regel falsch ist ...

  1. Die Leute interpretieren die Regel falsch. Sie denken, dass "Frequenz" die Takt- oder Datenrate bedeutet, während es wirklich die höchste Frequenz im Spektrum des Signals bedeutet. Andere Leute sagen oft Dinge wie "Es kommt nicht auf die Daten-/Taktrate an, sondern auf die Flankenrate", was technisch korrekt ist, aber auch nicht wirklich hilft. Die Pedanten unter uns werden darauf hinweisen, dass dies ein Problem der Person ist, nicht die Regel – also verklagen Sie mich.

  2. Die Regel geht davon aus, dass Sie den Frequenzinhalt Ihres Signals kennen. Bei digitalen Signalen mit vernünftigen Flankenraten weiß man das nicht wirklich. Da gute Rechteckwellen eine unendliche Anzahl von Harmonischen enthalten, könnten Sie dies außerdem so interpretieren, dass Sie immer einen Abschluss benötigen. Natürlich ist es dumm, jedes Signal zu terminieren. Der Punkt ist, dass die Regel für digitale Signale keine nützliche Anleitung dazu gibt, ob eine Terminierung erforderlich ist oder nicht.

  3. Die Regel geht davon aus, dass dieses eine Signal das einzig wichtige Signal ist. Es ist möglich, dass Übersprechen auf diesem Signal Rauschen in ein anderes Signal einkoppelt, und dass das Hinzufügen von Terminierungen (unabhängig von der Leiterbahnlänge) dieses Übersprechen minimiert.

Es könnte andere Gründe geben, warum diese Faustregel nicht funktioniert, aber das ist alles, was ich im Moment habe.

"Die alte Faustregel ist falsch". Ja, aber warum genau. Tatsächlich ist in vielen Situationen die Faustregel richtig. Interessanter Punkt zur Stromschleifensignalisierung. Dies war mir nicht bewusst. Weißt du, ob es für ISDN gilt?
@ArikRaffaelFunke Ich bin mir zu 90% sicher, dass ISDN eine Stromschleife ist, aber es ist schon eine Weile her, seit ich eine ISDN-Schnittstelle entworfen habe, und ich habe meine Bücher gerade nicht zur Hand. Was die Faustregel betrifft, habe ich meiner Antwort mehr dazu hinzugefügt.
Vielen Dank für die Erläuterung, warum die Faustregel für Übertragungsleitungsreflexionen für digitale Signale nicht nützlich ist. Ich habe über die Auswirkung der Modulation auf den Frequenzinhalt nachgedacht, aber die Bedeutung der "Edge-Rate" ist mir völlig entgangen ... Nochmals vielen Dank!

Liegt es an den genau definierten Spannungspegeln, die mit der 2B1Q-Codierung geliefert werden?

Von Ihrer bereitgestellten Webseite: Jedes Dibit hat seine spezifische Spannungsamplitude. Die Kombinationen von Dibit sind in der nächsten Tabelle dargestellt.

Dibit   Voltage     Symbol
00           -2.5V          -3
01           -0.833     -1
10           +2.5       +3
11           +0.833     +1

Der Abschlusswiderstand kann sehr wahrscheinlich die Spannungen beeinflussen.

Ich habe überlegt, dass das Modulationsschema die Berechnung modifiziert. Ich hatte gehofft, jemand könnte genau erklären, warum und wie.